JP4004215B2 - Laser processing method and laser processed product - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工方法に関し、さらに詳しくは、レーザビームを照射することによって被加工物に肉盛、溶接あるいは焼入れなどの加工を行う方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、エンジンの給・排気系のバルブシートをレーザビームにより肉盛加工する場合は、図14に示すように、被加工物としてのシリンダヘッドのバルブシート部1に予め形成された環状溝1aにノズル(図示略)から肉盛材料の粉末2を連続供給しながら、該シリンダヘッドを回転させ、この連続供給される粉末2に対して、放物面ミラー3により集光したレーザビームLをオシレートミラー4により半径方向へ所定の振幅および周波数でオシレートさせながら照射させ、ビード(クラッドビード)Bを前記環状溝(加工部位)1aに沿って連続に形成するようにしている。なお、この時、図示を略するガスノズルからレーザビームLの照射域にシールドガスを供給する。
【0003】
また、例えば、レーザビームにより突合せ溶接する場合は、図15に示すように、被加工物としての2枚の板材5,6を突合せて、その突合せ部7に沿ってトーチ8を移動させ、トーチ8から出射されたレーザビームLを、該トーチ7の運動により突合せ部7に直交する方向へ所定の振幅および周波数でオシレートさせながら突合せ部7に照射させ、ビード(溶接ビード)Bを突合せ部(加工部位)7に沿って連続に形成するようにしている。なお、同図中、9はトーチ8にレーザビームを伝送するための伝送ファイバである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来のレーザ加工は、上記した肉盛加工(図14)、溶接加工(図15)を問わず、被加工物の加工部位1a、7に沿う加工長手方向へレーザビームLを走査(スキャン)させるのが基本であり、このため、加工部位1a、7の長さすなわち加工長が長い場合は、その走査に長時間を要し、生産性の低下が避けられない、という問題があった。
【0005】
また、上記したバルブシートの加工のように加工部位1aが閉ループ形状となっている場合は、加工始端と加工終端とが重なるため、同一条件で加工を進めたのでは、加工層の重なり部分に、例えば肉盛においてはクラックや欠肉、あるいは過熱による成分希釈などの欠陥が、溶接においてはクレータなどの欠陥が、焼入れにおいては焼戻しがそれぞれ生じるようになる。そこで、従来は、加工の重なり範囲で出力を徐減するなどの対策を採っていたが、その制御に複雑さを要し、その上、焼入れにおいてはこの対策によっても焼戻しの発生を完全に解消することができない、という問題があった。
【0006】
なお、例えば、特開2000−94167号公報には、加工開始時から加工終了時に至るまでの間、肉盛材料を供給するノズルの中心線とレーザビームの照射中心線とが交わる加工点を連続して上昇させることにより、加工層の重なり部分(オーバーラップ部)におけるクラックや欠肉の発生を防止することが記載されているが、この場合でも複雑な制御が必要であることに変わりはない。
また、例えば、特開昭57−140817号公報には、円板状被加工物の板面を表面焼入れする際、該板面に対してレーザビームをらせん状(うず巻状)に走査させて、加工始端と加工終端との重なりそのものをなくすることが記載されているが、この場合は、半径方向での加工(加工層)の重なりが避けられず、根本的な解決には至らない。
【0007】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、被加工物に対するレーザビームの照射形状と走査方向とを抜本的に変更することにより、加工時間の大幅な短縮を図り、併せて加工の重なりをなくして加工品質の安定向上を図ることができるレーザ加工方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、加工部位で集束されるようにレーザビームを被加工物に照射することにより、被加工物に対する加工長手方向にレーザビームの照射形状を線状、かつ、閉ループ形状の加工部位に合せて、閉ループ形状に整形し、該線状かつ閉ループ形状に整形したレーザビームを、その線状を維持しながら縮径方向または拡径方向のいずれかの加工短手方向へ走査させて、加工部位を加工することを特徴とする。
このように行うレーザ加工方法においては、加工長手方向に整形したレーザビームを加工短手方向へ走査し、加工短手方向へ順次加工が進行するので、その走査に要する時間は大幅に短縮される。
【0009】
また、閉ループ形状に整形したレーザビームを縮径方向または拡径方向のいずれかの加工短手方向へ走査させるので、加工始端と加工終端との重なりがなくなる。
【0010】
請求項2に係る発明は、上記請求項1に係る発明において、光学系を操作して、レーザビームを高速で回転させて、レーザビームの照射形状を擬似的に閉ループ形状に整形することを特徴とする。
このように行うレーザ加工方法においては、レーザビームの照射形状を、光学系の操作のみで任意の大きさとすることができる。
【0011】
請求項3に係る発明は、上記請求項1に係る発明において、所定形状に配列したレーザダイオードアレイを用いて、レーザビームの照射形状を整形することを特徴とする。
このように行うレーザ加工方法においては、照射部位に応じてレーザビームを出力調整することができるので、凹凸を有する加工部位の加工も可能になる。
【0012】
請求項4に係る発明は、上記請求項1乃至3の何れか1項に記載の発明において、加工部位に対する加工が、肉盛り、溶接、焼入れから選択された1つであることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、上記請求項1乃至4の何れか1項に記載のレーザ加工方法により加工したレーザ加工品であって、加工層の重なり部分がないことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0014】
図1乃至図4は、本発明の第1の実施の形態を示したものである。本第1の実施の形態は、バルブシートをレーザビームにより肉盛加工しようとするもので、被加工物としてのシリンダヘッドのバルブシート部1には、前記図14に示したと同様に加工部位としての環状溝1aが形成されている。本第1の実施の形態においては、複数のレーザダイオードアレイ10を内蔵する平面扇形状のスタックブロック11を、円筒形状をなすように複数(ここでは、4個)集合させてなるレーザ発振器12を用意し、このレーザ発振器12を前記バルブシート部1に対向させて配置している。各スタックブロック11は、レーザ発振器12の半径方向へ相互に進退動できるようになっており、これらスタックブロック11の半径方向への進退動に応じてレーザ発振器12は、全体としてその径を拡縮させるようになる。
【0015】
レーザダイオードアレイ10は、図3および図4に示すように、矩形板状をなし、その一面に複数のレーザ出射口13を備えている。レーザダイオードアレイ10はまた、前記レーザ出射口13を備えた側の一面にマイクロレンズ14を備えており、レーザ出射口13から出射されたレーザビームは、このマイクロレンズ14を通して平行ビーム15として前方へ出射されるようになっている。なお、各レーザ出射口13は、一例として、その長さsが100μm程度、その幅tが1μm程度となっている。また、前記平行ビーム15の幅Tは、一例として1mm程度となっている。
【0016】
本第1の実施の形態において、各レーザダイオードアレイ10は、レーザ発振器12の軸中心に放射状に配列するように各スタックブロック11に内蔵されており(図2)、これによりレーザ発振器12からは、所定幅のレーザビームがわずかの間隙を有して円筒形に配列する近似円筒形ビーム16(図1)が出射されるようになる。しかして、レーザ発振器12を構成する各スタック11は、前記したようにレーザ発振器12の半径方向へ相互に進退動できるようになっており、このスタックブロック11の半径方向への進退動に応じて前記近似円筒形ビーム16は、その直径を任意変化させるようになる。、
【0017】
上記バルブシートを肉盛加工するには、図1に示すように、事前にバルブシート部1の環状溝1aの全周に肉盛材料の粉末4を供給し、始めにレーザ発振器12を構成する各スタックブロック11を半径外方向へ移動させて、前記近似円筒形ビーム16を拡径し、加工長手方向に沿う環状溝1aの外周縁に近似的に円形をなす近似円形ビーム17として高出力で照射させる。次に、図1に矢印Fにて示すように、各スタックブロック11を相互に半径内方向へ所定の速度で移動させる。すると、バルブシート部1に照射される近似円形ビーム17は、その直径を次第に縮小させ、これに応じて環状溝1a上の粉末4が円環状に溶融しながらバルブシート部1に順次溶着し、クラッドビードB(図14参照)が形成される。
【0018】
この場合、近似円形ビーム17は、加工部位としての環状溝1aの幅方向すなわち加工短手方向へ走査されることとなり、したがって、従来のように加工長手方向へレーザビームを走査させる場合(図14参照)に比し、その走査に要する時間は著しく短かくなり、バルブシートの肉盛加工は短時間で終了する。また、従来のように被加工物としてのシリンダを回転させる必要がないので、全体の設備は簡単となり、その分、設備の投資費用も低減する。しかも、加工短手方向へ加工が進むので、加工部位(環状溝)1aが閉ループ形状であるにもかかわらず、加工始端と加工終端とが重なることがなく、クラックや欠肉などの欠陥が発生することもなくなって加工品質は良好となる。
なお、近似円形ビーム17は、上記したように拡径状態から縮径方向(矢印F方向)へ走査させることに代えて、縮径状態から拡径方向へ走査させてもよいことはもちろんである。
【0019】
図5は、本発明の第2の実施の形態を示したものである。本第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態と同じくバルブシートをレーザビームにより肉盛加工しようとするものであるが、ここでは、上記レーザダイオードアレイ10を内蔵するスタックブロック11を用いることなく、光学系のみで擬似的に円形ビームを形成する。すなわち、本第2の実施の形態においては、レーザ発振器から出射されたレーザビーム20を放物面ミラー21により集光し、さらに回転ミラー22とオシレートミラー23とを経てバルブシート部1にスポット的に照射させるようにしている。回転ミラー22は、レーザビーム20のスポット(以下、これをレーザスポットという)Pをバルブシート部1の環状溝1aに沿う加工長手方向へ高速で回転させる機能を有するもので、このレーザスポットPの高速回転によりバルブシート部1上には、擬似的に円形ビーム(擬似円形ビーム)24が形成される。一方、オシレートミラー23は、前記レーザスポットPを環状溝1aの幅方向すなわち加工短手方向へオシレートさせる機能を有するもので、前記回転ミラー22により擬似円形ビーム24を形成しながらこのオシレートミラー23を作動させることで、擬似円形ビーム24はその直径を拡縮させる。
【0020】
本第2の実施の形態によりバルブシートを肉盛加工するには、第1の実施の形態におけると同様に、事前にバルブシート部1の環状溝1aの全周に肉盛材料の粉末4を供給し、始めにオシレートミラー23を適宜位置決めして、回転ミラー22によりレーザスポットPを高速で回転させ、加工長手方向に沿う環状溝1aの外周縁に擬似円形ビーム24を高出力で形成し、続いてオシレートミラー23を作動させる。すると、擬似円形ビーム24が、第1の実施の形態における近似円形ビーム17と同様にその直径を次第に縮小させ、これに応じて環状溝1a上の粉末4が円環状に溶融しながらバルブシート部1に順次溶着し、クラッドビードB(図13参照)が形成される。本第2の実施の形態の効果は、上記した第1の実施の形態の効果と同じであるが、光学系の操作のみで円形ビーム(擬似円形ビーム)24の大きさや走査距離を簡単に変更することができるので、汎用性が向上する。
なお、擬似円形ビーム24は、上記したように拡径状態から縮径方向へ走査させることに代えて、縮径状態から拡径方向へ走査させてもよいことはもちろんである。
【0021】
図6および図7は、本発明の第3の実施の形態を示したものである。本第3の実施の形態は、前記図15に示した2枚の板材5,6をレーザビームにより突合せ溶接しようとするもので、ここでは、前記第1の実施の形態で用いたものと同様のレーザダイオードアレイ10を内蔵する直方体状のスタックブロック25を備えたレーザ発振器26を用意する。このレーザ発振器26は、その長手方向が2枚の板材5,6の突合せ部7に沿うように板材5,6の上方に配置され、かつ該突合せ部7に直交する方向(矢印A方向)へ平行移動できるようになっている。レーザダイオードアレイ10は、ここでは、図7に示すようにその長手方向をスタックブロック25の長手方向に一致させて一列に配設されている。また、このレーザダイオードアレイ10は、レーザビーム27を集光させて板材5,6上に線状に照射できるようにそのマイクロレンズ14(図3,4)の焦点位置を設定している。
【0022】
本第3の実施の形態により突合せ溶接を行うには、先ず、形成しようとする溶接ビードBの片側の計画線S上に線状ビーム28が形成されるようにレーザ発振器26を位置決めし、レーザ発振器26からレーザビーム27を高出力で出射させる。そして、このレーザビーム27の出射と同時にレーザ発振器26を前記矢印A方向へ所定の速度で移動させ、線状ビーム28を突合せ部7に直交する方向へ走査させる。すると、2枚の板材5,6の突合せ部7が溶融し、これにより所定幅で所定深さを有する溶接ビードBが形成され、これにて突合せ溶接は終了する。
この場合、線状ビーム28は、加工部位としての突合せ部7に直交する方向すなわち加工短手方向へ走査されることとなり、したがって、従来のように突合せ部7に沿う方向すなわち加工長手方向へレーザビームを走査させる場合(図15参照)に比し、その走査に要する時間は著しく短かくなり、溶接は短時間で終了する。
なお、このような加工様式は、線状に肉盛加工する場合にも利用することができる。
【0023】
図8は、本発明の第4の実施の形態を示したものである。本第4の実施の形態は、円板状の被加工物30の表面に焼入れしようとするもので、ここでは、前記第1の実施の形態で用いたものと同じレーザダイオードアレイ10を内蔵する円筒状のスタックブロック31を備えたレーザ発振器32を用意すると共に、このレーザ発振器32から出射される近似円筒形ビーム16(図1に示したものと同じ)を集光して被加工物30の表面に照射させる集光レンズ(凸レンズ)33を用意する。集光レンズ33により集光することで被加工物30の表面には円形ビーム34が形成され、この円形ビーム34は、集光レンズ33とレーザ発振器32との相対位置に応じてその直径を任意変化させるようになる。
【0024】
本第4の実施の形態により表面焼入れを行うには、先ず、円板状被加工物30の外周に円形ビーム34が整合するように集光レンズ33とレーザ発振器32との相対位置を設定し、レーザ発振器32から近似円筒形ビーム16を高出力で出射させる。そして、この近似円筒形ビーム16の出射と同時に、例えば集光レンズ33をレーザ発振器26に接近する方向(矢印Z方向)へ所定の速度で移動させる。すると、被加工物30の表面に照射される円形ビーム34は、次第にその直径を縮め、遂には被加工物30の中心にスポット的にレーザビームが照射されるようになり、これにより被加工物30の表面全面の焼入れは終了する。
【0025】
この場合、円形ビーム34は、被加工物30の半径方向すなわち加工短手方向へ走査されることとなり、したがって、らせん状にレーザビームを走査させる場合(特開昭57−140817号公報参照)に比し、その走査に要する時間は著しく短かくなり、被加工物30の表面焼入れは短時間で終了する。また、被加工物30は全く移動させる必要がないので、全体の設備は簡単となり、その分、設備の投資費用も低減する。しかも、半径方向へ順次焼入れが進行するので、半径方向で加工が重なることがなく、加工の重なりに起因する焼戻しが発生することもない。さらに、円形ビーム34は、集光レンズ33によりレーザビームが円周方向に密に連続する状態となるので、円周方向での加熱温度は均一となり、焼入れムラが生じることもない。
【0026】
なお、この第4の実施の形態において、スタックブロック31の形状を、だ円形、四角形などとすることにより、種々の形状の被加工物を表面焼入れすることができる。
また、このような加工様式は、上記第1および第2の実施の形態のような肉盛加工にもそのまま利用することができ、この場合は、図1に示したように分割構成のスタックブロック11を移動させ、あるいは図5に示したように光学系によりレーザスポットPを高速回転させる面倒さもないので、加工コストは著しく低減する。
【0027】
図9および図10は、本発明の第5の実施の形態を示したものである。本第5の実施の形態は、歯車35の歯部を表面焼入れしようとするもので、ここでは、前記第1の実施の形態で用いたものと同じレーザダイオードアレイ10を内周側に配列したリング状のスタックブロック36を備えたレーザ発振器37を用意する。レーザダイオードアレイ10は、ここでは歯車35の歯先面35a、歯底面35bおよび歯面35cを個別に照射できるように配列され、しかも、歯先面35a、歯底面35bおよび歯面35cに対応するもの同士がグループ分けされて、グループ毎に出力調整されるようになっている。
【0028】
この第5の実施の形態により歯車35の歯部を表面焼入れするには、歯車35とレーザ発振器37とを同心に位置決めした後、レーザ発振器37からレーザビーム38を高出力で出射させながら、例えばレーザ発振器37を矢印X方向へ所定の速度で移動させる。すると、歯車35の外周にその歯形状に倣う異形ビーム39(図9)が形成され、この異形ビーム39が歯車35の軸方向へ走査される。この時、歯先面35a、歯底面35bおよび歯面35cに対応してレーザビーム38の出力が調整されているので、歯車35は円周方向で一様に加熱され、これにより歯車35の歯部は一様に表面焼入れされる。
【0029】
【実施例】
実施例1
アルミニウム合金の基板上に肉盛材料としてのCu−Ni−Fe−Si−B系合金の粉末を、内径23mm、外径33mmとなるように円環状に盛り、前記第1の実施の形態(図1)の加工様式により下記の条件で肉盛加工を行った。
使用レーザ:半導体レーザ(波長0.94μm)
レーザ出力:10KW
近似円形ビーム17の線幅:1mm
近似円形ビーム17の走査速度:0.1m/min
この場合、近似円形ビーム17の走査時間(加工時間)は、その走査距離(加工長)が5mm(=[33−23]/2)であるところから、0.05分ときわめて短時間となっているが、図11に示すように、アルミニウム合金の基板40上に、幅Wが約5mmで、高さHが約2mmのクラッドビード41が表面滑らかにかつ気泡や空孔等の内部欠陥なく形成された。また、基板40の溶込みもほとんどなく、母材(基板材料)の成分希釈によるクラッドビード41の成分変化もほとんど無視できることが確認できた。
【0030】
実施例2
実施例1と同じくアルミニウム合金の基板上にCu−Ni−Fe−Si−B系合金の粉末を、内径23mm、外径33mmとなるように円環状に盛り、前記第2の実施の形態の加工様式(図5)により下記の条件で肉盛加工を行った。
使用レーザ:CO2レーザ(波長10.6μm)
レーザ出力:10KW
レーザスポット点Pの回転速度:1kHz(周速100m/sec)
擬似円形ビーム24の線幅:1mm
近似円形ビーム17の走査速度:0.1m/min
この場合も、擬似円形ビーム24の走査時間(加工時間)は、0.05分ときわめて短時間となっているが、上記実施例1と同様の形状および品質に優れたクラッドビード41が形成された。
【0031】
実施例3
JIS SPFC440からなる2枚の板材を突合せて、前記第3の実施の形態の加工様式(図6)により下記の条件で突合せ溶接を行った。
使用レーザ:半導体レーザ(波長0.94μm)
レーザ出力:6KW
線状ビーム28の線幅:1mm
線状ビーム28の走査速度:0.1m/min
線状ビーム28の走査距離:5mm
この結果、図12に示すように、2枚の板材42,43の突合せ部に幅Wが約5mmで、深さDが約3mmの溶接ビード44が表面滑らかにかつ気泡や空孔等の内部欠陥なく形成された。
【0032】
実施例4
歯車径25mm、歯幅10mmの歯車を対象に、前記第5の実施の形態の加工様式(図9)により内径30mmのレーザ発振器37を用いて下記の条件で焼入れを行った。
使用レーザ:半導体レーザ(波長0.94μm)
レーザ出力:2.5KW
異形ビーム39の線幅:1mm
異形ビーム39の走査速度:0.1m/min
この結果、図13に示すように、歯車45の歯部には、深さDが約2mmの焼入層46が均一に形成された。
【0033】
比較例
実施例1と同じくアルミニウム合金の基板上にCu−Ni−Fe−Si−B系合金の粉末を、内径23mm、外径33mmとなるように円環状に盛り、前記図14に示した従来の加工様式により下記の条件で肉盛加工を行った。
使用レーザ:CO2レーザ(波長10.6μm)
レーザ出力:4KW
レーザビームLの集光径:2mm
レーザビームLのオシレート幅:5mm
レーザビームLのオシレート周波数:200Hz
レーザビームの周方向の走査速度:1m/min
この結果、上記実施例1と同様のクラッドビード41が形成されたが、加工始端と加工終端との重なり部に基板40の溶込みが認められ、母材による成分希釈の虞れがあった。また、この比較例では、加工長が約100mmであるところから、加工時間は約0.1分となっており、本発明の実施例1に比べて2倍となっている。
【0034】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1に係る発明によれば、加工長手方向に整形したレーザビームを加工短手方向へ走査させるので、加工時間の大幅な短縮が可能になって生産性の向上に大きく寄与するものとなる。しかも、閉ループ形状に整形したレーザビームを縮径方向または拡径方向のいずれかの加工短手方向へ走査させるので、加工の重なりもなくなり、所望の加工品質を安定して確保でき、特に再加熱による焼戻しも解消し得て、焼入れ加工への安定した適用が可能になり、その利用価値は著しく高まる。
【0035】
また、請求項2に係る発明によれば、上記請求項1に係る発明の効果に加え、レーザビームの照射形状を、光学系の操作のみで任意の大きさとすることができるので、汎用性が向上する。
【0036】
また、請求項3に係る発明によれば、照射部位に応じてレーザブームを出力調整することができるので、凹凸を有する加工部位の加工も可能になり、適用範囲が拡大する。
【0037】
また、請求項4に係る発明によれば、上記請求項1乃至3の何れか1項に係る発明において、肉盛り、溶接、焼入れから選択された加工の1つを最適の状態で行うことができる。
さらに、請求項5に係る発明によれば、上記請求項1乃至4の何れか1項に係るレーザ加工方法により加工したレーザ加工品であって、加工層の重なり部分がないので、品質要求の厳しい分野でも安定的に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレーザ加工方法の第1の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図2】第1の実施の形態で用いる、レーザダイオードアレイを含むスタックブロックの構造を示す平面図である。
【図3】レーザダイオードアレイの構造を示す斜視図である。
【図4】レーザダイオードアレイの構造を示す側面図である。
【図5】本発明に係るレーザ加工方法の第2の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図6】本発明に係るレーザ加工方法の第3の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図7】第3の実施の形態で用いる、レーザダイオードアレイを含むスタックブロックの構造を示す平面図である。
【図8】本発明に係るレーザ加工方法の第4の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図9】本発明に係るレーザ加工方法の第5の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図10】第5の実施例の形態におけるレーザ照射状態を示す模式図である。
【図11】本発明の1つの実施例で得られたスタックビームの状態を示す模式図である。
【図12】本発明の他の実施例で得られた溶接ビームの状態を示す模式図である。
【図13】本発明の、さらに他の実施例で得られた歯車の焼入状態を示す模式図である。
【図14】従来のレーザ肉盛加工の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図15】従来のレーザ突合せ溶接加工の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
1 バルブシート部
4 肉盛材料の粉末
5、6 板材
10 レーザダイオードアレイ
11、25、31、36 スタックブロック
12、26、32、37 レーザ発振器
16 近似円筒形ビーム
17 近似円形ビーム
21 放物面ミラー
22 回転ミラー
23 オシレートミラー
24 擬似円形ビーム
28 線状ビーム
30 被加工物
33 集光レンズ
34 円形ビーム
35 歯車
39 異形ビーム
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing method, and more particularly to a method for performing processing such as overlaying, welding, or quenching on a workpiece by irradiating a laser beam.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, when an engine supply / exhaust valve seat is overlaid with a laser beam, as shown in FIG. 14, an annular groove formed in advance in a valve seat portion 1 of a cylinder head as a workpiece. The laser beam L condensed by a parabolic mirror 3 is rotated with respect to the continuously supplied powder 2 while rotating the cylinder head while continuously supplying the powder 2 of the cladding material from a nozzle (not shown) to 1a. Are oscillated by the oscillating mirror 4 while oscillating in the radial direction with a predetermined amplitude and frequency, so that the beads (cladding beads) B are continuously formed along the annular groove (processed portion) 1a. At this time, the shielding gas is supplied to the irradiation region of the laser beam L from a gas nozzle (not shown).
[0003]
Further, for example, in the case of butt welding with a laser beam, as shown in FIG. 15, two plate materials 5 and 6 as work pieces are butted together, and the torch 8 is moved along the butt portion 7. The laser beam L emitted from 8 is irradiated to the abutting portion 7 while oscillating at a predetermined amplitude and frequency in a direction orthogonal to the abutting portion 7 by the movement of the torch 7, and a bead (weld bead) B is applied to the abutting portion ( (Processed part) 7 is formed continuously. In the figure, reference numeral 9 denotes a transmission fiber for transmitting a laser beam to the torch 8.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  That is, the conventional laser processing is performed in the processing longitudinal direction along the processing parts 1a and 7 of the workpiece regardless of the above-described overlay processing (FIG. 14) or welding processing (FIG. 15).Beam LTherefore, if the length of the processing parts 1a, 7 is long, that is, the processing length is long, it takes a long time to scan, and it is inevitable that the productivity is reduced. There was a problem.
[0005]
In addition, when the processing site 1a has a closed loop shape as in the above-described processing of the valve seat, since the processing start end and the processing end overlap, the processing proceeds under the same conditions. For example, defects such as cracks, undercuts, or component dilution due to overheating occur in overlaying, defects such as craters occur in welding, and tempering occurs in quenching. Therefore, conventionally, measures such as gradually reducing the output within the overlapping range of processing have been taken, but control is complicated, and in addition, tempering is completely eliminated by this measure in quenching. There was a problem that I could not do it.
[0006]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-94167 discloses a processing point where a center line of a nozzle for supplying a build-up material and an irradiation center line of a laser beam intersect from the start of processing to the end of processing. In this case, it is described that the generation of cracks and thinning in the overlapped portion (overlap portion) of the processed layer is prevented, but even in this case, complicated control is still necessary. .
Further, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-140817, when a plate surface of a disk-shaped workpiece is surface-quenched, a laser beam is scanned on the plate surface in a spiral shape (spiral shape). In this case, it is described that the overlap between the machining start end and the machining end itself is eliminated, but in this case, the machining (working layer) overlap in the radial direction is unavoidable, and the fundamental solution is not achieved.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to drastically change the processing time by radically changing the irradiation shape of the laser beam on the workpiece and the scanning direction. Another object of the present invention is to provide a laser processing method capable of shortening and eliminating a process overlap and improving the processing quality stably.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1By irradiating the workpiece with a laser beam so as to be focused at the processing site,The laser beam irradiation shape is linear in the processing longitudinal direction of the workpiece, and the laser beam shaped into the closed loop shape is shaped into a closed loop shape according to the processing site of the closed loop shape,While maintaining its linear shapeThe processing portion is processed by scanning in the processing short direction of either the diameter reducing direction or the diameter expanding direction.
  In the laser processing method performed in this way, the laser beam shaped in the processing longitudinal direction is scanned in the processing short direction and the processing proceeds in the processing short direction, so that the time required for the scanning is greatly reduced. .
[0009]
  In addition, since the laser beam shaped into a closed loop shape is scanned in either the reduced diameter direction or the expanded diameter direction, the processing start edgeThere is no overlap between the machining end.
[0010]
  Claim 2The invention according to the aboveClaim 1According to the invention, the optical system is operated to rotate the laser beam at a high speed so as to artificially shape the irradiation shape of the laser beam into a closed loop shape.
  In the laser processing method performed in this way, the irradiation shape of the laser beam can be set to an arbitrary size only by operating the optical system.
[0011]
  Claim 3The invention according to the aboveClaim 1The invention is characterized in that the irradiation shape of the laser beam is shaped using a laser diode array arranged in a predetermined shape.
  In the laser processing method performed in this way, a laser is selected according to the irradiation sitebeamTherefore, it is possible to process a processed part having irregularities.
[0012]
  Claim 4The invention according to the aboveClaims 1 to 3In the invention described in any one of the above, the processing on the processing site is one selected from overlaying, welding, and quenching.
  Claim 5The invention according to the aboveClaims 1 to 4A laser processed product processed by the laser processing method according to any one of the above, characterized in that there is no overlap of processed layers.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0014]
1 to 4 show a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, the valve seat is intended to be overlaid by a laser beam, and the valve seat portion 1 of the cylinder head as a workpiece is provided with a processing portion as shown in FIG. An annular groove 1a is formed. In the first embodiment, a laser oscillator 12 is formed by assembling a plurality of (here, four) planar fan-shaped stack blocks 11 each including a plurality of laser diode arrays 10 so as to form a cylindrical shape. The laser oscillator 12 is prepared and disposed so as to face the valve seat portion 1. Each stack block 11 can move forward and backward in the radial direction of the laser oscillator 12, and the laser oscillator 12 expands and contracts its diameter as a whole in accordance with the forward and backward movement of the stack block 11 in the radial direction. It becomes like this.
[0015]
As shown in FIGS. 3 and 4, the laser diode array 10 has a rectangular plate shape and includes a plurality of laser emission ports 13 on one surface thereof. The laser diode array 10 also includes a microlens 14 on one surface provided with the laser emission port 13, and the laser beam emitted from the laser emission port 13 passes forward as a parallel beam 15 through the microlens 14. The light is emitted. As an example, each laser emission port 13 has a length s of about 100 μm and a width t of about 1 μm. The width T of the parallel beam 15 is about 1 mm as an example.
[0016]
  In the first embodiment, each laser diodearray10 are built in each stack block 11 so as to be radially arranged at the axial center of the laser oscillator 12 (FIG. 2), whereby a laser beam of a predetermined width has a slight gap from the laser oscillator 12. Arranged in a cylindrical shapeApproximationA cylindrical beam 16 (FIG. 1) is emitted. Thus, the respective stacks 11 constituting the laser oscillator 12 can move forward and backward in the radial direction of the laser oscillator 12 as described above, and according to the forward and backward movement of the stack block 11 in the radial direction. The approximate cylindrical beam 16 changes its diameter arbitrarily. ,
[0017]
  In order to build up the valve seat, as shown in FIG. 1, the powder 4 of the build-up material is supplied to the entire circumference of the annular groove 1a of the valve seat portion 1 in advance, and the laser oscillator 12 is configured first. Each stack block 11 is moved in the radially outward direction to expand the approximate cylindrical beam 16, and the high output as the approximate circular beam 17 that is approximately circular on the outer peripheral edge of the annular groove 1 a along the processing longitudinal direction. Irradiate. Next, as indicated by an arrow F in FIG. 1, the stack blocks 11 are moved toward each other in a radial direction at a predetermined speed. Then, the approximate circular beam 17 irradiated to the valve seat portion 1 gradually reduces its diameter, and in accordance with this, the powder 4 on the annular groove 1a is sequentially welded to the valve seat portion 1 while melting in an annular shape, CladbeadB (see FIG. 14) is formed.
[0018]
In this case, the approximate circular beam 17 is scanned in the width direction of the annular groove 1a serving as a processing portion, that is, the processing short direction, and therefore, the laser beam is scanned in the processing long direction as in the conventional case (FIG. 14). Compared with the reference), the time required for the scanning is remarkably shortened, and the overlaying of the valve seat is completed in a short time. Further, since it is not necessary to rotate a cylinder as a workpiece as in the prior art, the entire equipment is simplified, and the investment cost of the equipment is reduced accordingly. Moreover, since the processing proceeds in the short direction of processing, the processing start end and the processing end do not overlap with each other even though the processing portion (annular groove) 1a has a closed loop shape, and defects such as cracks and chipping occur. As a result, the processing quality is improved.
Of course, the approximate circular beam 17 may be scanned from the reduced diameter state to the enlarged diameter direction instead of being scanned from the enlarged diameter state to the reduced diameter direction (arrow F direction) as described above. .
[0019]
  FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the valve seat is to be built up with a laser beam in the same manner as in the first embodiment.arrayA pseudo circular beam is formed only by the optical system without using the stack block 11 having the built-in 10. That is, in the second embodiment, the laser beam 20 emitted from the laser oscillator is collected by the parabolic mirror 21 and further passed through the rotating mirror 22 and the oscillating mirror 23 to the valve seat portion 1. To be irradiated. The rotating mirror 22 has a function of rotating a spot (hereinafter referred to as a laser spot) P of the laser beam 20 at a high speed in the processing longitudinal direction along the annular groove 1a of the valve seat portion 1. A pseudo circular beam (pseudo circular beam) 24 is formed on the valve seat portion 1 by high-speed rotation. On the other hand, the oscillating mirror 23 has a function of oscillating the laser spot P in the width direction of the annular groove 1a, that is, the processing short direction, and the oscillating mirror 23 is formed while forming the pseudo circular beam 24 by the rotating mirror 22. In operation, the pseudo-circular beam 24 expands or contracts its diameter.
[0020]
  In order to build up the valve seat according to the second embodiment, as in the first embodiment, the powder 4 of the build-up material is applied to the entire circumference of the annular groove 1a of the valve seat portion 1 in advance. First, the oscillating mirror 23 is appropriately positioned, the laser spot P is rotated at a high speed by the rotating mirror 22, and a pseudo circular beam 24 is formed at a high output on the outer peripheral edge of the annular groove 1a along the processing longitudinal direction. Subsequently, the oscillating mirror 23 is operated. Then, the pseudo circular beam 24 is gradually reduced in its diameter in the same manner as the approximate circular beam 17 in the first embodiment, and the powder 4 on the annular groove 1a is melted in an annular shape in accordance with this, and the valve seat portion. 1 welded sequentially and cladbeadB (see FIG. 13) is formed. The effect of the second embodiment is the same as that of the first embodiment described above, but the size and scanning distance of the circular beam (pseudo-circular beam) 24 can be easily changed only by operating the optical system. Can improve versatility.
  Needless to say, the pseudo-circular beam 24 may be scanned from the reduced diameter state to the enlarged diameter direction instead of being scanned from the enlarged diameter state to the reduced diameter direction as described above.
[0021]
6 and 7 show a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the two plate members 5 and 6 shown in FIG. 15 are to be butt welded with a laser beam. Here, the same as that used in the first embodiment is used. A laser oscillator 26 having a rectangular parallelepiped stack block 25 incorporating the laser diode array 10 is prepared. The laser oscillator 26 is arranged above the plate members 5 and 6 so that the longitudinal direction thereof is along the butted portions 7 of the two plate members 5 and 6 and in a direction orthogonal to the butted portions 7 (direction of arrow A). It can be translated. Here, as shown in FIG. 7, the laser diode array 10 is arranged in a line with its longitudinal direction coinciding with the longitudinal direction of the stack block 25. Further, the laser diode array 10 sets the focal position of the microlens 14 (FIGS. 3 and 4) so that the laser beam 27 is condensed and can be irradiated linearly onto the plate members 5 and 6.
[0022]
In order to perform butt welding according to the third embodiment, first, the laser oscillator 26 is positioned so that the linear beam 28 is formed on the planned line S on one side of the weld bead B to be formed, and the laser A laser beam 27 is emitted from the oscillator 26 at a high output. Simultaneously with the emission of the laser beam 27, the laser oscillator 26 is moved in the direction of arrow A at a predetermined speed, and the linear beam 28 is scanned in a direction orthogonal to the butting portion 7. Then, the butted portions 7 of the two plate members 5 and 6 are melted, thereby forming a weld bead B having a predetermined width and a predetermined depth, and the butt welding is completed.
In this case, the linear beam 28 is scanned in a direction orthogonal to the abutting portion 7 as a processing site, that is, a processing short direction, and therefore, the laser beam is scanned in a direction along the abutting portion 7 as in the prior art, that is, in a processing long direction. Compared with the case where the beam is scanned (see FIG. 15), the time required for the scanning is remarkably shortened, and the welding is completed in a short time.
In addition, such a processing mode can be utilized also when overlaying a line.
[0023]
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is intended to quench the surface of the disk-shaped workpiece 30, and here, the same laser diode array 10 as that used in the first embodiment is incorporated. A laser oscillator 32 having a cylindrical stack block 31 is prepared, and an approximate cylindrical beam 16 (the same as that shown in FIG. 1) emitted from the laser oscillator 32 is condensed to collect the workpiece 30. A condenser lens (convex lens) 33 for irradiating the surface is prepared. A circular beam 34 is formed on the surface of the workpiece 30 by condensing by the condensing lens 33, and the circular beam 34 has an arbitrary diameter depending on the relative position between the condensing lens 33 and the laser oscillator 32. To change.
[0024]
In order to perform surface hardening according to the fourth embodiment, first, the relative positions of the condenser lens 33 and the laser oscillator 32 are set so that the circular beam 34 is aligned with the outer periphery of the disk-shaped workpiece 30. The approximate cylindrical beam 16 is emitted from the laser oscillator 32 at a high output. Simultaneously with the emission of the approximate cylindrical beam 16, for example, the condenser lens 33 is moved at a predetermined speed in a direction approaching the laser oscillator 26 (arrow Z direction). Then, the diameter of the circular beam 34 irradiated on the surface of the workpiece 30 is gradually reduced, and finally the laser beam is irradiated in a spot manner on the center of the workpiece 30. The quenching of the entire surface 30 is finished.
[0025]
In this case, the circular beam 34 is scanned in the radial direction of the workpiece 30, that is, in the processing short direction, and therefore, when the laser beam is scanned in a spiral shape (see Japanese Patent Laid-Open No. 57-140817). In comparison, the time required for the scanning is significantly shortened, and the surface hardening of the workpiece 30 is completed in a short time. Further, since it is not necessary to move the workpiece 30 at all, the entire equipment is simplified, and the investment cost of the equipment is reduced accordingly. Moreover, since quenching proceeds sequentially in the radial direction, processing does not overlap in the radial direction, and tempering due to overlapping processing does not occur. Furthermore, since the circular beam 34 is in a state in which the laser beam is densely continuous in the circumferential direction by the condenser lens 33, the heating temperature in the circumferential direction becomes uniform, and no quenching unevenness occurs.
[0026]
In the fourth embodiment, by forming the stack block 31 into an elliptical shape, a quadrangular shape or the like, it is possible to quench the surface of workpieces having various shapes.
Further, such a processing mode can be used as it is for the overlay processing as in the first and second embodiments. In this case, as shown in FIG. Since there is no need to move 11 or rotate the laser spot P at high speed by the optical system as shown in FIG. 5, the processing cost is significantly reduced.
[0027]
9 and 10 show a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the teeth of the gear 35 are to be hardened on the surface. Here, the same laser diode array 10 used in the first embodiment is arranged on the inner peripheral side. A laser oscillator 37 having a ring-shaped stack block 36 is prepared. Here, the laser diode array 10 is arranged so that the tooth tip surface 35a, the tooth bottom surface 35b, and the tooth surface 35c of the gear 35 can be individually irradiated, and corresponds to the tooth tip surface 35a, the tooth bottom surface 35b, and the tooth surface 35c. Things are grouped together and the output is adjusted for each group.
[0028]
In order to quench the teeth of the gear 35 according to the fifth embodiment, the gear 35 and the laser oscillator 37 are positioned concentrically, and then the laser beam 38 is emitted from the laser oscillator 37 at a high output. The laser oscillator 37 is moved in the arrow X direction at a predetermined speed. Then, a deformed beam 39 (FIG. 9) that follows the tooth shape is formed on the outer periphery of the gear 35, and the deformed beam 39 is scanned in the axial direction of the gear 35. At this time, since the output of the laser beam 38 is adjusted corresponding to the tooth tip surface 35a, the tooth bottom surface 35b, and the tooth surface 35c, the gear 35 is uniformly heated in the circumferential direction. The part is surface hardened uniformly.
[0029]
【Example】
Example 1
A Cu—Ni—Fe—Si—B based alloy powder as a build-up material is deposited on an aluminum alloy substrate in an annular shape so as to have an inner diameter of 23 mm and an outer diameter of 33 mm, and the first embodiment (FIG. Overlay processing was performed under the following conditions according to the processing mode of 1).
Laser used: Semiconductor laser (wavelength 0.94 μm)
Laser output: 10KW
Line width of approximate circular beam 17: 1 mm
Scanning speed of approximate circular beam 17: 0.1 m / min
In this case, the scanning time (processing time) of the approximate circular beam 17 is as extremely short as 0.05 minutes since the scanning distance (processing length) is 5 mm (= [33-23] / 2). However, as shown in FIG. 11, a clad bead 41 having a width W of about 5 mm and a height H of about 2 mm on the aluminum alloy substrate 40 has a smooth surface and no internal defects such as bubbles and voids. Been formed. In addition, it was confirmed that there was almost no penetration of the substrate 40 and that the change in the components of the clad beads 41 due to the component dilution of the base material (substrate material) was almost negligible.
[0030]
Example 2
In the same manner as in Example 1, Cu—Ni—Fe—Si—B alloy powder is placed on an aluminum alloy substrate in an annular shape so as to have an inner diameter of 23 mm and an outer diameter of 33 mm, and the processing of the second embodiment is performed. Overlay processing was performed under the following conditions according to the mode (FIG. 5).
Laser used: CO2Laser (wavelength 10.6μm)
Laser output: 10KW
Rotational speed of laser spot point P: 1 kHz (circumferential speed 100 m / sec)
Line width of pseudo circular beam 24: 1 mm
Scanning speed of approximate circular beam 17: 0.1 m / min
Also in this case, the scanning time (processing time) of the pseudo circular beam 24 is as extremely short as 0.05 minutes, but the clad bead 41 having the same shape and quality as the first embodiment is formed. It was.
[0031]
Example 3
  Two plates made of JIS SPFC440 are butted together and processed under the following conditions according to the processing mode of the third embodiment (FIG. 6).Butt weldingWent.
    Laser used: Semiconductor laser (wavelength 0.94 μm)
    Laser power: 6KW
    Line width of the linear beam 28: 1 mm
    Scanning speed of the linear beam 28: 0.1 m / min
    Scanning distance of the linear beam 28: 5 mm
  As a result, as shown in FIG. 12, a weld bead 44 having a width W of about 5 mm and a depth D of about 3 mm at the abutting portion of the two plate members 42 and 43 has a smooth surface and the inside of bubbles, holes, etc. It was formed without defects.
[0032]
Example 4
  For gears with a gear diameter of 25 mm and a tooth width of 10 mm, a laser oscillator 37 with an inner diameter of 30 mm is used under the following conditions according to the processing mode of the fifth embodiment (FIG. 9).QuenchingWent.
    Laser used: Semiconductor laser (wavelength 0.94 μm)
    Laser output: 2.5KW
    Line width of deformed beam 39: 1 mm
    Scanning speed of deformed beam 39: 0.1 m / min
  As a result, as shown in FIG. 13, a hardened layer 46 having a depth D of about 2 mm was uniformly formed on the teeth of the gear 45.
[0033]
Comparative example
As in Example 1, Cu—Ni—Fe—Si—B based alloy powder was placed on an aluminum alloy substrate in an annular shape so as to have an inner diameter of 23 mm and an outer diameter of 33 mm, and the conventional processing shown in FIG. Overlay processing was performed under the following conditions depending on the style.
Laser used: CO2Laser (wavelength 10.6μm)
Laser power: 4KW
Condensing diameter of laser beam L: 2 mm
Oscillation width of laser beam L: 5 mm
The oscillation frequency of the laser beam L: 200 Hz
Laser beam scanning speed in the circumferential direction: 1 m / min
As a result, the same clad bead 41 as in Example 1 was formed, but the penetration of the substrate 40 was observed at the overlap between the processing start end and the processing end, and there was a risk of component dilution by the base material. Further, in this comparative example, since the processing length is about 100 mm, the processing time is about 0.1 minutes, which is twice that of Example 1 of the present invention.
[0034]
【The invention's effect】
  As described above, according to the invention according to claim 1, since the laser beam shaped in the processing longitudinal direction is scanned in the processing lateral direction, the processing time can be greatly shortened and the productivity is improved. It will greatly contribute to. Moreover,A laser beam shaped into a closed loop shape is scanned in either the reduced diameter direction or the expanded diameter direction in the short direction of processing.As a result, there is no overlap of processing, ensuring the desired processing quality stably.In particular, tempering due to reheating can be eliminated, and stable application to quenching is possible, and its utility value is significantly increased.
[0035]
  Claim 2According to the invention, in addition to the effect of the invention according to the first aspect, the laser beam irradiation shape can be set to an arbitrary size only by operating the optical system, so that versatility is improved.
[0036]
  Also,Claim 3According to the invention, since the output of the laser boom can be adjusted according to the irradiation site, it is possible to process the processing site having unevenness, and the application range is expanded.
[0037]
  Also,Claim 4According to the invention related toClaims 1 to 3In the invention according to any one of the above, one of processes selected from overlaying, welding, and quenching can be performed in an optimum state.
  further,Claim 5According to the invention related toClaims 1 to 4Since the laser processed product is processed by the laser processing method according to any one of the above, and there is no overlapping portion of the processed layers, it can be stably used even in a field where quality requirements are severe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a first embodiment of a laser processing method according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a structure of a stack block including a laser diode array used in the first embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing a structure of a laser diode array.
FIG. 4 is a side view showing the structure of a laser diode array.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a second embodiment of the laser processing method according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a third embodiment of the laser processing method according to the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a structure of a stack block including a laser diode array used in the third embodiment.
FIG. 8 is a perspective view schematically showing a fourth embodiment of the laser processing method according to the present invention.
FIG. 9 is a perspective view schematically showing a fifth embodiment of the laser processing method according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a laser irradiation state in the fifth embodiment.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a state of a stacked beam obtained in one embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic view showing a state of a welding beam obtained in another example of the present invention.
FIG. 13 is a schematic view showing a hardened state of a gear obtained in still another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view schematically showing an embodiment of conventional laser overlay processing.
FIG. 15 is a perspective view schematically showing an embodiment of a conventional laser butt welding process.
[Explanation of symbols]
1 Valve seat
4 Powder of overlaying material
5, 6 Plate material
10 Laser diode array
11, 25, 31, 36 Stack block
12, 26, 32, 37 Laser oscillator
16 Approximate cylindrical beam
17 Approximate circular beam
21 Parabolic mirror
22 Rotating mirror
23 Oscillating mirror
24 pseudo circular beam
28 Linear beam
30 Workpiece
33 condenser lens
34 Circular beam
35 gears
39 Profile beam

Claims (5)

加工部位で集束されるようにレーザビームを被加工物に照射することにより、被加工物に対する加工長手方向にレーザビームの照射形状を線状、かつ、閉ループ形状の加工部位に合せて、閉ループ形状に整形し、該線状かつ閉ループ形状に整形したレーザビームを、その線状を維持しながら縮径方向または拡径方向のいずれかの加工短手方向へ走査させて、加工部位を加工することを特徴とするレーザ加工方法。 By irradiating the workpiece with the laser beam so that it is focused at the processing site, the laser beam irradiation shape is linear in the processing longitudinal direction on the workpiece, and the closed loop shape is matched to the closed loop processing site And processing the processed part by scanning the laser beam shaped into a linear and closed-loop shape in either the reduced diameter direction or the expanded diameter direction while maintaining the linear shape. A laser processing method characterized by the above. 光学系を操作して、レーザビームを高速で回転させて、レーザビームの照射形状を疑似的に閉ループ形状に整形することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。  The laser processing method according to claim 1, wherein the laser beam is rotated at a high speed by operating the optical system to shape the laser beam irradiation shape into a pseudo closed loop shape. 所定形状に配列したレーザダイオードアレイを用いて、レーザビームの照射形状を整形することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。  2. The laser processing method according to claim 1, wherein a laser beam irradiation shape is shaped using a laser diode array arranged in a predetermined shape. 加工部位に対する加工が、肉盛り、溶接、焼入れから選択された1つであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のレーザ加工方法。  The laser processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the processing on the processing site is one selected from overlaying, welding, and quenching. 請求項1乃至4の何れか1項に記載のレーザ加工方法により加工したレーザ加工品であって、加工層の重なり部分がないことを特徴とするレーザ加工品。  5. A laser processed product processed by the laser processing method according to claim 1, wherein there is no overlapping portion of processed layers.
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